物理學的深度?物理學的魅力在于它的普遍适用性, 在于它帶給我們的哲學思考,接下來我們就來聊聊關于物理學的深度?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!
物理學的魅力在于它的普遍适用性, 在于它帶給我們的哲學思考。
我們知道, 物理學是探讨物質的結構和運動, 探索大自然客觀規律的學科。物理學的前身是自然哲學, 著名的物理學家艾薩克-牛頓就是在他的著作《自然哲學的數學原理》一書中構建了整個經典力學的物理學大廈。下面我們讨論下物理學中引人入勝的哲學思考。
力
我們知道, 萬事萬物都是相互影響和作用的, 世界上沒有完全獨立而不受外界影響的物體。想想著名的蝴蝶效應, 一隻南美洲亞馬孫河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可能在兩周後引起美國德克薩斯引起一場龍卷風。由此可見, 世界上的萬物之間有着極為複雜的相互影響和作用, 牛頓将物體之間的相互作用抽象成一個概念“力”。
慣性
慣性是指物體具有保持靜止狀态或者勻速直線運動狀态的性質, 它是物體的一種固有屬性,由物理學家牛頓提出。在《自然哲學的數學原理》中他将慣性定義為:
“慣性,是物質固有的屬性,是一種抵抗的現象,它存在于每一物體當中,大小與該物體的質量成正比,并盡量使其保持現有的狀态,不論是靜止狀态,或是勻速直線運動狀态。”
同時, 他在本書中還提出了慣性定律, 也稱牛頓第一運動定律,簡稱牛頓第一定律,即“任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀态,直到外力迫使它改變運動狀态為止。”
慣性定律幾乎在各種社會和自然現象中找到它的影子,例如:
這些現象的背後都是慣性定律在發揮着作用。
運動
一切物體都在運動,絕對不動的物體是不存在的。物體隻有在絕對零度的情況下才會處于完全靜止的狀态,此時物體的動能為零。
絕對零度,是熱力學的最低溫度,熱力學溫标的單位是K(開爾文),絕對零度就是0K(約為-273.15℃或-459.67℉)。在此溫度下,物體分子沒有動能,但仍然存在勢能,此時内能為最小值。然而,絕對零度在現實中是無法達到的,隻是理論的下限值。
在分子運動論中也體現這一切物體都在運動的真理, 這是人類在長期實踐探索中形成并不斷發展完善的對物質的微觀結構的認識。它的基本内是:物體是由大量分子組成的,分子永不停息地做無規則運動,分子之間存在着相互作用的引力和斥力。按照分子運動論,熱現象是大量分子無規則運動的表現,溫度表示分子無規則運動的激烈程度,物體的内能是大量做無規則運動的分子具有的能。
運動揭示了萬物運動變化的絕對性。它給我們的啟示是, 我們要用發展的世界觀看問題。中國也有句古話,能很好的概括這個原理:“士别三日,當刮目相看”。
佛教中的無常也表達了事物運動變化的決定性。無常是梵語(anitya)的意譯,是指世間萬物不是常恒不變、永恒存在、永遠不變的,一切都在變化。
18世紀西方文明崛起,我們不能以天朝的眼光看待自己, 以朝貢國的眼光看待西方諸國;21世紀, 亞洲崛起, 我們在指責西方以殖民時代的眼光看中國的時候, 是否也檢讨過自己在現在有沒有以殖民時代的眼光看待自己?
牛頓第二定律
牛頓在《自然哲學的數學原理》提出了牛頓第二定律:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
在物理學的世界該原理的現象我們不再陳述。在中日現代化進程中, 我們也可以看到牛頓第二定律的普遍适用性。
18世界歐美文明崛起的時候, 西方文明強勢席卷全球。對中國和日本這兩個國家來說, 是受到同等大小的西方文明力的影響,中日兩國同時感受到巨大的生存壓力, 各自發起了洋務運動和明治維新。根據牛頓第一定律, 中國體量大, 質量大, 慣性就大;根據牛頓第二定律,中國質量大,在同等西方文明力的影響下,這個近代化進程的加速度就要小的多。所以中國現代化進程慢,并非所謂的日本人的優秀國民性和中國人的劣根性。無論是國家和個人,在受到巨大生存壓力的情況下, 總是希望找點理由解釋些什麼問題, 好像這樣可以使得變化的速度會快一點。但根據客觀物理的原則, 這些理由沒有太大的意義。
牛頓第三定律
牛頓在《自然哲學的數學原理》也提出了牛頓第三定律:相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
關于作用力和反作用力那些耳熟能詳的句子有:
勢能
勢能(potential energy)是儲存于一個系統内的能量,也可以釋放或者轉化為其他形式的能量。勢能是狀态量,又稱作位能。勢能不是屬于單獨物體所具有的,而是相互作用的物體所共有的,是物體由于位置或位形而具有的能量。
在中國古代的哲學巨著《孫子兵法》中有對“勢”的詳細描述,本質上和物理學中的勢能是一樣的。其中最為有名的一句話是:故善戰者,其勢險, 其節短。意思是善于打仗的人,他所造的勢是險峻的,他所造成的節奏是短促的,所以善戰者都是造勢大師。造勢就是積累勢能,在最佳戰略時機将勢能轉化為可見的動能就會産生最好的戰略效果,所以最佳戰略時機就是敵方勢能為零, 而我方勢能達到最大的時刻。
積累勢能就是等待,忍耐,很多人認為等待是不作為,其實等待是積累勢能的過程,是造勢的過程。在造勢的過程中, 你可以充分發揮時間的力量進行勢能的積累。勢能的一個很大的特點是它不被察覺, 不像動能那樣可以直觀的感受到,但是勢能卻是實實在在存在的能量,而且在我們世界的各方各面都有體現:
比如,中華文明最為擅長的忍其實就是在積累勢能的過程,等到他不再忍耐并行動的時候,他的勢能是達到最大的時刻,而經過漫長的忍耐,敵方已經完全勢微,它就會以排山倒海的勢在最短的時間内将敵方打垮。也就是說,中華文明的最大優勢就在于發揮時間的力量,把敵方熬到勢微,把敵方耗死。打敗敵方的不是最後的揮刀,而是十年的磨劍。大多數人,尤其是年輕而且智慧不足的人, 或者是18世紀以來運氣爆棚卻自以為是能力和勇氣的西方人,顯然是不會把“忍”放在眼裡的,不過他們最終會學到的。
再比如,在金融市場,你往往會發現如此類型的股票:它們往往幾年不動,但一動就漲十倍。這是什麼原理? 在這些股票長大數年一動不動,難道大股東或者做多資金沒有動作嗎?顯然不是, 他們一直在買進,積累勢能。我們在股票K線圖上面看到的是陡峭的上升線,卻完全看不到做多資金數年的積累。
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